弹性复合支撑长枕式减振轨道减振性能研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lian2008bang
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我国城市轨道交通列车引起的环境振动问题日益突出,因此在线路上大量采用了各种轨道减振措施。轨枕式减振轨道体量中等、具有较大的参振质量,施工方便,但弹性短轨枕式减振轨道在使用中出现了翻浆冒泥、部件老化、难以更换等问题。本文对一种新型弹性复合支撑长枕式减振轨道的关键动力学参数、减振效果和稳定性进行了理论研究和试验验证。本论文的主要研究内容如下:(1)针对弹性复合支撑长枕式减振轨道,建立了三维有限元车辆-轨道基础耦合模型,轨枕弹性支撑垫采用橡胶Yeoh超弹性本构模型,以轨枕、道床基础的动力学响应为评价指标。与既有弹性长枕式减振轨道对比研究发现,复合支撑长枕式减振轨道可大幅提升轨道结构自身的稳定性和减振能力。(2)研究了不同刚度等级下复合支撑长枕式减振轨道的动力学特性。通过改变轨枕复合支撑弹性垫板的刚度,分析了轨枕垂向位移分别为1mm、2mm、3mm时,复合支撑长枕式减振轨道的减振效果及轨道稳定性变化规律。随着垫板支撑刚度的降低,轨道的减振效果显著提升,但轨枕的振动响应会明显增大,因此在降低弹性垫板支撑刚度以获得更高减振效果的同时,应采用可对轨枕振动进行抑制的相关措施。(3)基于全局优化算法,研究了枕侧弹性垫板和枕下弹性垫板刚度参数的合理匹配规律和参数取值范围。研究发现:枕侧弹性垫板起主要支撑作用时,能充分发挥轨道的减振能力;枕下支撑综合刚度值宜低于5k N/mm,将轨枕垂向位移控制在1mm、2mm、3mm时,对应的综合枕侧支撑综合刚度宜设为150k N/mm、107k N/mm、54k N/mm左右。(4)通过力锤敲击试验,对比分析了普通整体道床、弹性侧支撑式减振轨道、弹性复合支撑式减振轨道试验模型的振动特性。试验结果表明:弹性复合支撑式减振轨道在降低基础的振动以及保持轨道结构稳定性方面具有明显优势,所得规律与理论计算结果一致。弹性复合支撑长枕式减振轨道采用特殊的轨道结构设计,消除了既有轨枕式减振轨道弹性部件难以更换、承轨槽积水无法排出等缺点,可以获得比既有轨枕式减振轨道更优的减振效果,具有在工程中推广应用的前景。
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